JP7188990B2 - 縦管構造体 - Google Patents

Description

本発明は、上部水路と下部水路とを連通する縦坑に配置される縦管構造体に関する。

下水や雨水を落差処理する地下構造としては、種々のものが提案されている。例えば、特許文献１には、上部水路と、これよりも下方に配置された下部水路とを結ぶ縦坑内に配置された縦管構造体が開示されている。この縦管構造体は、縦坑内に配置される円筒状の人孔部材と、この人孔部材に配置される縦管と、この縦管の内部に配置される軸管と、軸管の外周面に取り付けられた螺旋状の案内板と、を有している。そして、上部水路から人孔部材を介して縦管内に流れ込んだ水は、案内板を伝って螺旋を描きながら、縦管から排出され、人孔部材の下端部から下部水路に流れ込むようになっている。このような螺旋状の案内板に伝って水が下方に流れるようにしているので、落下する水の衝撃で縦管、縦坑等が損傷するのを防止することができる。

また、縦管の下端部の側面には径方向に突出する流出管が設けられており、案内板に沿って流れる水は、この流出管から縦管の外部に排出される。この流出管の軸方向の長さは、縦管の内径の１／２程度と規定されることがあり、これによって、排出された水が乱れるのを抑制しつつ、水を下部水路、具体的には接続管に誘導することができる。

特開２０１１－８９３３８号公報

ところで、人孔部材の内壁面と縦管の外周面との間には、点検などを行うために、作業者が入るスペースが必要である。さらに、上述した流出管は縦管から径方向に突出するため、これに合わせて人孔部材の内径を大きくする必要があり、作業スペースを確保することも考慮すると、人孔部材が大型化するという問題があった。本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、人孔部材の径を小型化することができる、縦管構造体を提供することを目的する。

本発明は、上部水路と下部水路とを連通する縦坑に配置される縦管構造体であって、前記縦坑に沿って上下方向に延びるように配置され、下端部の側壁に前記下部水路に連通する開口が形成された人孔部材と、前記人孔部材に沿って上下方向に延びるように配置され、前記上部水路と連通する上端部、及び前記開口と連通する下端部を有する、円筒状の縦管と、前記縦管の下端部に配置され、貫通孔が形成された端部材と、前記縦管内に配置される軸管と、前記軸管の外周面と前記縦管の内周面とを連結するように、前記軸管の軸方向に螺旋状に延びる案内板と、を備え、前記人孔部材体の下面と前記縦管の下端部との間に、第１空間が形成され、前記端部材と前記軸管の下端部との間に、第２空間が形成され、前記案内板を伝って流れる流水が、前記貫通孔を介して排出され、前記開口に流れるように構成されている。

この構成によれば、従来例において、縦管から側方に延びていた流出管の代わりに、液体の排出用の空間として、縦管の下端部と人孔部材の下面との間に第１空間を形成している。すなわち、縦管から側方に延びる流出管が不要になるため、径方向において、縦管の外周面と人孔部材の内周面との間の距離を小さくすることができる。したがって、本発明に係る縦管構造体は、人孔部材の内径を小さくすることに寄与する。また、流出管が不要になるため、縦管の外周面と人孔部材の内周面との間の空間を、流出管によって狭められることがない。したがって、この空間を管理空間として有効に活用することができる。

上記縦管構造体においては、前記人孔部材の内周面に連結され、前記縦管の下端部を支持する支持部材をさらに備えることができ、前記支持部材を介して、前記人孔部材の内周面と縦管の外周面との間に形成される管理空間と、前記第１空間とが連通するように構成することができる。

この構成によれば、人孔部材に支持部材が設けられているため、この支持部材によって人孔部材内に縦管を固定することができる。例えば、支持部材を人孔部材に設けておけば、人孔部材の上方から縦管を下ろして支持部材に設置することができ、施工を効率的に行うことができる。また、支持部材を介して、管理空間と第１空間とが連通するため、第１空間から管理空間へ入ることができる。これにより、管理空間において、人孔部材や縦管のメンテナンス等を行うことができる。

上記縦管構造体においては、前記端部材から前記第１空間へ延びる第１排出管をさらに備えることができ、前記排出管は、前記端部材の貫通孔から前記縦坑の下面まで延びる第１管部材と、前記第１管部材の下端部に連結され、前記人孔部材の下面に沿って前記開口側に延びる第２管部材と、を備えることができる。

この構成によれば、従来例において、縦管から側方に延びていた流出管の代わりに、第１空間に向けて延びる排出管を設けている。そして、この第１排出管は、縦方向に延びる第１管部材と、側方に延びる第２管部材とを連結することで構成されているため、縦管から排出された液体を開口へ導くことができる。また、第２管部材は、人孔部材の下面に沿って配置されるため、縦管の下端部に第１排出管を取り付けた状態で、この縦管を人孔部材の上方から下方に下ろせば、第２管部材が人孔部材の下面に接するため、縦管の上下方向の位置決めを容易に行うことができる。

上記縦管構造体においては、前記端部材から前記第２空間へ延びる第２排出管をさらに備えることができ、前記排出管は、前記端部材の貫通孔から下方へ円弧状に延びる曲管状に形成され、前記排出管の下端開口が前記開口側を向くように形成することができる。

この構成によれば、従来例において、縦管から側方に延びていた流出管の代わりに、第１空間に向けて延びる第２排出管を設けている。そして、この第２排出管は、曲管状に形成され、開口側を向くように形成されているため、縦管から排出された液体を開口へスムーズに導くことができる。

上記縦管構造体においては、前記縦坑の下面に配置され、前記第２排出管を支持する支持台をさらに備えることができる。

第２排出管は、曲管状に形成されているため、縦管の下端部に第２排出管を取り付けた状態で、この縦管を人孔部材の上方から下方に下ろせば、曲管状の第２排出管が人孔部材の下面に接するため、安定的ではない。そこで、第２排出管を支持する支持台を人孔部材の下面に配置しておけば、上方から下ろした第２排出管が支持されるため、縦管の上下方向の位置決めを容易に行うことができる。

上記縦管構造体においては、前記縦管の下端部と前記軸管の下端部との距離を、例えば、前記縦管の内径の１／３～３／４にすることができる。

上記縦管構造体において、前記縦管の軸心が、前記人孔部材の軸心を挟んで、前記開口と反対側に配置されるように、前記縦管を配置することができる。

これにより、縦管から液体が流れ出す側と開口との間に広い空間を形成できるため、この空間を管理空間として活用することができる。また、縦管の開口と反対側の外周面が人孔部材の内周面に近づくため、縦管を人孔部材の内周面に固定しやすくなる。

本発明によれば、人孔部材の内径を小さくすることに寄与することができる。

本発明に係る縦管構造体の一実施形態を示す断面図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 図１のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の縦管構造体の他の例を示す断面図である。 本発明の縦管構造体の他の例を示す断面図である。 図５の一部拡大断面図である。

＜１．縦管構造体の概要＞
以下、本発明の一実施形態に係る縦管構造体について、図面を参照しつつ説明する。図１は縦坑に配置された縦管構造体の断面図、図２は図１のＡ－Ａ線断面図、図３は図１のＢ－Ｂ線断面図である。なお、これらの図面において、縦管構造体の内部は、説明の便宜上、部分的に透視的に示している。

図１～図３に示すように、この縦管構造体５００は、ドロップシャフトとも呼ばれ、コンクリート地下構造物内に設けられる。より詳細には、下水、雨水などの水が流れ、水平に延びる上部水路１００と、この上部水路１００よりも下方に配置され、水平に延びる下部水路２００とを連結する縦坑３００内に配置されている。縦坑３００の下端部の側面には円形状の下部開口３０１が形成されており、この下部開口３０１と下部水路２００とが第１連結管４００によって連結されている。また、この縦坑３００は、上部水路１００よりも上方に延びており、地上に設けられたマンホール等（図示省略）につながっている。そして、このマンホールから、点検作業員が、縦管構造体５００内に入るようになっている。

そして、縦坑３００に配置される縦管構造体５００は、上下方向に延びる人孔部材１と、この人孔部材１内に配置され、上下方向に延びる円筒状の縦管２と、この縦管２内に配置され、上下方向に延びる円筒状の軸管３と、この軸管３の外周面に取り付けられる螺旋状の案内板４と、を備えている。以下、縦管構造体について、詳細に説明する。

＜２．人孔部材＞
図１に示すように、人孔部材１は、上部水路１００の上方から下方へ延び、縦坑３００の下面付近まで延びている。縦坑３００に対する人孔部材１の固定は、特には限定されず、種々の構成が可能である。例えば、人孔部材１と縦坑３００との間に、エアモルタルなどの充填材を充填したり、バンドなどで固定することができる。なお、人孔部材１と縦坑３００の軸芯は概ね一致している。また、図１及び図３に示すように、人孔部材１の下端部の側面には円形状の第１開口１１が形成されており、この第１開口１１と上述した下部開口３０１とが第２連結管６００によって接続されている。したがって、人孔部材１の内部は、第２連結管６００、第１連結管４００を介して、下部水路２００に連通している。

図１及び図２に示すように、人孔部材１の上部の側面には第２開口１２が形成されており、この第２開口１２には、上部水路１００が連結されている。

＜３．縦管＞
次に、縦管２について説明する。図１に示すように、縦管２は、円筒状に形成され、人孔部材１内で上下方向に延びるように配置されている。但し、縦管２は、人孔部材１の軸芯から外れた位置に配置されている。すなわち、図１に示すように、縦管２の軸芯Ｘ２は、人孔部材１の軸芯Ｘ１を挟んで、第１開口１１とは反対側に配置されている。これにより、縦管２は人孔部材１の内壁面に近づくため、例えば、人孔部材１の内周面に設けられたアンカー２８などによって固定することができる。また、縦管２の下端部には貫通孔５１が形成された端部材５が配置されており、この端部材５は、人孔部材１の下面１５よりも上方、より詳細には、第１開口１１よりも上方に配置されている。端部材５の貫通孔５１は、縦管２の径よりも小さく形成されており、この貫通孔５１には下方へ延びる排出管６が取り付けられている。また、端部材５と人孔部材１の下面との間には、コンクリートなどで形成された支持台７が配置され、この支持台７によって縦管２が支持されている。そして、排出管６は、この支持台７の内部に配置されている。ここで、縦管２の下端部と人孔部材１の下面との間の空間７０が、本発明の第１空間に相当するが、支持台７が配置されている場合でも、縦管２の下端部と人孔部材１の下面との間に距離がある場合には、これが第１空間となる。

縦管２の上端部は、人孔部材１の上端部よりも下方に位置し、上部が外部に開放している。また、図１及び図２に示すように、縦管２の上端部の側面には円形状の側面開口２１が形成されており、この側面開口２１と人孔部材１の第２開口１２とは第３連結管２２によって連結されている。したがって、上部水路１００から流れる水は、第３連結管２２を介して、縦管２内に流れるようになっている。

＜４．軸管及び案内板＞
図１に示すように、軸管３は、円筒状に形成され、縦管２の内部の中心軸に沿って延びている。そして、軸管３の上端部は、縦管２よりも上方に延びており、上端が外部に開放されている。一方、軸管３の下端部は、端部材５よりも上方に配置されており、軸管３の下端部と端部材５との距離Ｄは、水の流れをスムーズにするため、縦管２の内径の１／３～３／４、具体的には１／２程度とされている。この距離Ｄを形成する空間２０が、本発明の第２空間に相当する。また、軸管３の下端は、上端と同様に、外部に開放されている。

案内板４は、軸管３の外周面と縦管２の内周面とを連結するように配置され、螺旋状に延びている。したがって、案内板４の径方向の外縁は、縦管２の内周面に隙間なく固定されている。また、本実施形態では、案内板４は軸管３全体に設けられているのではなく、軸管３の軸方向の中心よりも下方に設けられている。したがって、上部水路１００から縦管２に流入した水は、側面開口２１から案内板４まで落下し、案内板４に沿って螺旋を描きながら下方に流れていく。

＜５．排出管＞
次に、排出管６について説明する。図１に示すように、排出管６は、曲管により形成されている。すなわち、軸線が、端部材５の貫通孔５１から、人孔部材１の第１開口１１側に向くように、中心角が約９０度の円弧状に形成されている。そして、図１に示すように、排出管６の下端開口６１は、人孔部材１の第１開口１１と概ね対向するように配置されており、側面視において、排出管６の下端開口６１は、縦管２の外周面からやや突出した位置にある。したがって、下端開口６１と人孔部材１の第１開口１１との間にはスペースが形成される。これにより、作業員が、下端開口６１から排出管６へ進入可能となっている。なお、このような排出管６を含め、上述した人孔部材１、縦管２、軸管３、案内板４、その他の管部材等は、種々の材料で形成することができるが、例えば、繊維強化プラスチックなどにより形成することができる。

＜６．縦管構造体での作業＞
次に、上記のように構成された縦管構造体での作業について説明する。作業員は、マンホールを介して、地上から縦坑３００内に入り、さらに人孔部材１の上端から、人孔部材１内に入る。そして、図示を省略するが、人孔部材１の内壁面には、梯子が設けられており、作業者は梯子を伝って、人孔部材１の下面１５まで到達する。この過程において、人孔部材１の内周面の点検を行うことができる。その後、図１に示すように、作業者は、排出管６の下端開口６１から、排出管６に進入し、排出管６を伝って、縦管２の内部に入ることができる。そして、例えば、端部材５の上に立って、縦管２の内周面、軸管３、及び案内板４の点検を行うことができる。

＜７．縦管構造体での水の流れ＞
上述したように、縦管２の側面開口２１には、上部水路１００からの水が流れ込む。そして、この水は、案内板４を伝って下方に流され、縦管２の下端を塞ぐ端部材５の貫通孔５１から排出管６を介して排出される。そして、排出管６が排出された水は、第２連結管６００及び第１連結管４００を介して、下部水路２００に流れ込む。このとき、縦管２内の空気の一部は、流れ込んだ水で押され、軸管３を通じて上方に流れ出す。また、水は逆流することもあるが、このときには、案内板４を伝って上方に流れるほか、軸管３の下部開口から軸管３の内部に入り込むことがある。但し、逆流した場合でも、上部水路１００までは至らないのか通常である。さらに排出管６から排出された水により人孔部材１の下部にある空気や下水から発生するガスは、縦管２と人孔部材１との間の空間を通じて上方に押しやられる。したがって、空気が下部水路２００に流れるのを抑制することができ、空気連行率を低減することができる。

＜８．特徴＞
上記のように構成された縦管構造体は、以下の効果を奏する。
(1) 本実施形態においては、従来例で縦管から側方に延びていた流出管の代わりに、縦管２の下端部と人孔部材１の下面１５との間に空間を形成し、この空間に排出管６を配置し、縦管２からの水が下部水路２００に向かうようにしている。したがって、縦管２から側方に延びる流出管が不要になるため、径方向において、縦管２の外周面と人孔部材１の内周面との間の距離を小さくすることができる。したがって、この縦管構造体は、人孔部材１の内径を小さくすることができる。また、流出管が不要になるため、縦管２の外周面と人孔部材１の内周面との間の空間を、流出管によって狭められることがない。したがって、この空間を管理空間として有効に活用することができる。

(2) 本実施形態では、曲管状に形成された排出管６を用いているため、縦管２から排出された水をスムーズに人孔部材１の第１開口１１へ誘導することができる。また、このような排出管６は、繊維強化プラスチックにより安価に製造することができる。

(3) 縦管２の下端を閉鎖する端部材５には、縦管２の内径よりも小さい貫通孔５１が形成されているため、縦管２内の空気が排出されるのを抑制することができる。すなわち、縦管２から水が排出されるに当たって、空気連行率を小さくすることができる。この貫通孔５１の径は、大きいと空気の排出が抑制できなくなり、小さいと水の排出量が少なくなる。この観点から、貫通孔５１の径は、例えば、縦管２の内径の４０～６０％、具体的には５０％であることが好ましい。

(4) この縦管構造体を組み立てる方法は、特には限定されないが、例えば、縦管２の下端部に、端部材５及び排出管６を取り付けた状態で、この縦管２を人孔部材１の上部開口から挿入する。ここで、排出管６は、曲管であるため、上述した支持台７を予め人孔部材１の下面１５に設けておく。この支持台７は、上面が平坦に形成され、さらに排出管６が配置される凹部が形成されている。これにより、上方から下ろした排出管６が支持台７の凹部に収納されるとともに、支持台７の上面よって縦管２を支持することができる。

＜９．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下の変形例は、適宜組み合わせ可能である。

＜９－１＞
上記実施形態では、縦管の下部の貫通孔５１に曲管状の排出管６を設けているが、これに限定されない。例えば、図４に示すように、縦管２の下端部と人孔部材１の下面との間の空間（第１空間）７０に、側面視Ｌ字状の排出管８を設けることもできる。この排出管８は、端部材５の貫通孔５１から下方に延び、人孔部材１の下面１５に接する円筒状の第１管部材８１と、この第１管部材８１の側面に連結され、人孔部材１の第１開口１１に向かって延びる円筒状の第２管部材８２と、を備えている。第２管部材８２の開口８３、つまりこの排出管８の排出口は、上記実施形態の排出管６の下端開口６１と同様の位置に配置されている。

このような排出管８を用いても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。そのためには、この排出管８の軸線の長さは、従来例の流出管と同様に、概ね縦管２の内径の半分程度、またはそれ以上とすることができる。また、施工においては、例えば、上記実施形態と同様に、縦管２の下端部に、端部材５及び排出管８を取り付けた状態で、この縦管２を人孔部材１の上部開口から挿入するが、この排出管８の下端、つまり第１管部材８１の下端及び第２管部材８２の下端は、人孔部材１の下面１５に接するため、上記実施形態のような支持台７は不要となる。したがって、排出管８の下端が人孔部材１の下面１５に接し、位置決めがなされた後、縦管２をアンカー２８等によって人孔部材１に固定することができる。

＜９－２＞
あるいは、図５及び図６のように構成することもできる。図５は縦管構造体の他の例を示す断面図であり、図６は図５の縦管の下端部付近の拡大断面図である。図５及び図６に示すように、この例では、人孔部材１の下端付近に、いわゆるコンクリート等のスラブなどで構成される板状の支持部材９を配置する。この支持部材９は、人孔部材１の内部空間を軸方向に仕切るように配置され、縦管２の貫通孔５１と対応する部分に円形の挿入口９１が形成されている。縦管２の下端部の端部材５には、貫通孔５１の周縁からやや下方に延びる係合管５２を設けておき、この係合管５２を支持部材９の挿入口９１にはめ込む。これにより、上方から下ろされた縦管２は支持部材９によって支持される。また、支持部材９には、径方向に縦管２からずれた位置に貫通孔９２が形成されており、この貫通孔９２を介して、作業者は、支持部材９の下方の空間から支持部材９上に登ることができる。したがって、縦管２の外周面や人孔部材１の内周面の点検を行うことができる。なお、このような貫通孔は、複数設けられていてもよく、その形状も特には限定されない。

このような構成であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、縦管２の下端部と人孔部材１の下面１５との間には空間（第１空間）７０が形成されているため、この空間が、従来例の流出管の代わりとなって機能する。また、排出管６，８がないため、コストが安価であるという利点がある。なお、支持部材９は、人孔部材１の第１開口１１よりも上方に配置されることが好ましい。特に、支持部材９と人孔部材１との距離は、従来例の流出管と同様に、概ね縦管２の内径の半分程度以上とすることができる。

＜９－３＞
案内板４は、上記のように軸管３の一部に設けられていればよい。例えば、軸管３の上端部及び下端部の２箇所など、複数箇所に設けることもできるし、軸管３の全長に亘って設けることもできる。

＜９－５＞
人孔部材１、縦管２及び軸管３の上下方向の高さは特には限定されず、人孔部材１は、縦坑３００のいずれかの位置に配置されていればよい。そして、人孔不在を介して、上部水路の水が、縦管内に流入するように構成されていればよい。また、人孔部材の第１開口から排出された水が、下部水路２００に流れればよいため、連結管４００，６００の構成は特には限定されない。

１ 人孔部材
２ 縦管
２０ 空間（第２空間）
３ 軸管
４ 案内板
５ 端部材
５１ 貫通孔
６ 排出管（第１排出管）
７ 支持台
７０ 空間（第１空間）
８ 排出管（第２排出管）
９ 支持部材

Claims (5)

1. 上部水路と下部水路とを連通する縦坑に配置される縦管構造体であって、
   前記縦坑に沿って上下方向に延びるように配置され、下端部の側壁に前記下部水路に連通する開口が形成された人孔部材と、
   前記人孔部材に沿って上下方向に延びるように配置され、前記上部水路と連通する上端部、及び前記開口と連通する下端部を有する、円筒状の縦管と、
   前記縦管の下端部に配置され、貫通孔が形成された端部材と、
   前記縦管内に配置される軸管と、
   前記軸管の外周面と前記縦管の内周面とを連結するように、前記軸管の軸方向に螺旋状に延びる案内板と、
   を備え、
   前記人孔部材の下面と前記縦管の下端部との間に、第１空間が形成され、
   前記端部材と前記軸管の下端部との間に、第２空間が形成され、
   前記案内板を伝って流れる流水が、前記貫通孔を介して排出され、前記開口に流れるように構成されており、
   前記端部材から前記第１空間へ延びる第１排出管をさらに備え、
   前記第１排出管は、
   前記端部材の貫通孔から前記人孔部材の下面まで延びる第１管部材と、
   前記第１管部材の下端部に連結され、前記人孔部材の下面に沿って前記開口側に延びる第２管部材と、
   を備えている、縦管構造体。
2. 上部水路と下部水路とを連通する縦坑に配置される縦管構造体であって、
   前記縦坑に沿って上下方向に延びるように配置され、下端部の側壁に前記下部水路に連通する開口が形成された人孔部材と、
   前記人孔部材に沿って上下方向に延びるように配置され、前記上部水路と連通する上端部、及び前記開口と連通する下端部を有する、円筒状の縦管と、
   前記縦管の下端部に配置され、貫通孔が形成された端部材と、
   前記縦管内に配置される軸管と、
   前記軸管の外周面と前記縦管の内周面とを連結するように、前記軸管の軸方向に螺旋状に延びる案内板と、
   を備え、
   前記人孔部材の下面と前記縦管の下端部との間に、第１空間が形成され、
   前記端部材と前記軸管の下端部との間に、第２空間が形成され、
   前記案内板を伝って流れる流水が、前記貫通孔を介して排出され、前記開口に流れるように構成されており、
   前記端部材から前記第１空間へ延びる第２排出管をさらに備えており、
   前記第２排出管は、
   前記端部材の貫通孔から下方へ円弧状に延びる曲管状に形成され、
   前記排出管の下端開口が前記開口側を向くように形成されている、縦管構造体。
3. 前記縦坑の下面に配置され、前記第２排出管を支持する支持台をさらに備えている、請求項２に記載の縦管構造体。
4. 前記縦管の下端部と前記軸管の下端部との距離が、前記縦管の内径の１／３～３／４である、請求項１から３のいずれかに記載の縦管構造体。
5. 前記縦管の軸心は、前記人孔部材の軸心を挟んで、前記開口と反対側に配置されるように、前記縦管が配置されている、請求項１から４のいずれかに記載の縦管構造体。
   

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